Przedmowa

1. Wprowadzenie

• Historia bitcoina
• Pierwsze kroki
  • Wybór portfela bitcoina
  • Szybkie wprowadzenie
  • Kody odzyskiwania
  • Adresy bitcoin
  • Otrzymywanie bitcoinów
  • Pozyskiwanie pierwszego bitcoina
  • Określanie aktualnej ceny bitcoinów
  • Przesyłanie i otrzymywanie bitcoinów
  • Potwierdzenia

2. Jak działają bitcoiny?

• Omówienie bitcoinów
  • Zakup w sklepie internetowym
• Transakcje w bitcoinach
  • Wejścia i wyjścia w transakcjach
  • Łańcuchy transakcji
  • Wydawanie reszty
  • Wybór monet
  • Typowe formy transakcji
• Tworzenie transakcji
  • Wybór odpowiednich wejść
  • Generowanie wyjść
  • Dodawanie transakcji do łańcucha bloków
• Kopanie bitcoinów
• Wydawanie środków z transakcji

3. Bitcoin Core - implementacja wzorcowa

• Od bitcoina do Bitcoin Core
• Środowisko programistyczne związane z bitcoinami
• Budowanie implementacji Bitcoin Core z użyciem kodu źródłowego
  • Wybór wersji implementacji Bitcoin Core
  • Konfigurowanie budowania implementacji Bitcoin Core
  • Budowanie plików wykonywalnych implementacji Bitcoin Core
• Uruchamianie węzła z implementacją Bitcoin Core
• Konfigurowanie węzła z implementacją Bitcoin Core
• Interfejs API oprogramowania Bitcoin Core
  • Pobieranie informacji na temat stanu Bitcoin Core
  • Sprawdzanie i dekodowanie transakcji
  • Badanie bloków
  • Używanie programowego interfejsu oprogramowania Bitcoin Core
• Inne klienty, biblioteki i pakiety narzędzi
  • C i C++
  • JavaScript
  • Java
  • Python
  • Go
  • Rust
  • Scala
  • C#

4. Klucze i adresy

• Kryptografia z użyciem klucza publicznego
  • Klucze prywatne
  • Objaśnienie kryptografii z użyciem krzywej eliptycznej
  • Klucze publiczne
• Skrypty wyjściowe i wejściowe
• Adresy IP: pierwotne adresy bitcoin (P2PK)
• Tradycyjne adresy na użytek P2PKH
• Kodowanie Base58Check
• Skompresowane klucze publiczne
• Tradycyjne adresy P2SH
• Adresy Bech32
  • Problemy z adresami bech32
  • Bech32m
  • Formaty kluczy prywatnych
  • Skompresowane klucze prywatne
• Zaawansowane postacie kluczy i adresów
  • Adresy vanity
  • Portfele papierowe

5. Odzyskiwanie portfela

• Niezależne generowanie kluczy
  • Deterministyczne generowanie kluczy
  • Generowanie publicznego klucza podrzędnego
  • Hierarchiczne detereministyczne (HD) generowanie kluczy (BIP32)
  • Ziarna i kody odzyskiwania
  • Kopie zapasowe danych innych niż klucze
  • Kopie zapasowe ścieżek generowania kluczy
• Technologie obsługi portfeli
  • Kody odzyskiwania BIP39
  • Tworzenie portfela HD na podstawie ziarna
  • Używanie rozszerzonego klucza publicznego w sklepie internetowym

6. Transakcje

• Zserializowana transakcja bitcoina
• Wersja
• Rozszerzony znacznik i flaga
• Wejścia
  • Długość listy wejść transakcji
  • Punkt wyjścia
  • Skrypt wejściowy
  • Sekwencja
• Wyjścia
  • Liczba wyjść
  • Kwota
  • Skrypty wyjściowe
• Struktura poświadczeń
  • Okrężne zależności
  • Plastyczność transakcji powodowana przez strony trzecie
  • Plastyczność transakcji powodowana przez stronę drugą
  • Segregated Witness
  • Serializacja struktury poświadczenia
• Czas blokady
• Transakcje coinbase
• Waga i jednostka vbyte
• Serializacja tradycyjna

7. Autoryzacja i uwierzytelnianie

• Skrypty transakcji i język Script
  • Niekompletność w sensie Turinga
  • Weryfikacja bezstanowa
  • Tworzenie skryptów
  • Skrypt P2PKH
• Wielopodpisy skryptowe
• Transakcje P2SH
  • Adresy P2SH
  • Zalety stosowania P2SH
  • Skrypt wypłaty i sprawdzanie poprawności
• Wyjścia rejestrujące dane (z operatorem OP_RETURN)
  • Ograniczenia czasu blokady transakcji
  • Weryfikacja blokady czasowej (OP_CLTV)
  • Względne blokady czasowe
  • Względne blokady czasowe z operatorem OP_CLV
• Skrypty z przepływem sterowania (klauzule warunkowe)
  • Klauzule warunkowe z kodami operacji VERIFY
  • Przepływ sterowania w skryptach
• Przykładowy złożony skrypt
  • Przykładowe wyjścia i transakcje Segregated Witness
  • Przejście na Segregated Witness
• MAST (Merklized Alternative Script Tree)
• Transakcje P2C (pay to contract)
• Wielopodpisy bezskryptowe i podpisy progowe
• Taproot
• Tapscript

8. Podpisy cyfrowe

• Jak działają podpisy cyfrowe?
  • Tworzenie podpisu cyfrowego
  • Sprawdzanie poprawności podpisu
  • Typy skrótów podpisów (SIGHASH)
• Podpisy Schnorra
  • Serializowanie podpisów Schnorra
  • Wielopodpisy bezskryptowe oparte na algorytmie Schnorra
  • Bezskryptowe podpisy progowe oparte na algorytmie Schnorra
• Podpisy ECDSA
  • Algorytm ECDSA
  • Serializowanie podpisów ECDSA (do formatu DER)
• Znaczenie losowości w podpisach
• Nowy algorytm podpisywania w Segregated Witness

9. Opłaty transakcyjne

• Kto uiszcza opłaty transakcyjne?
• Opłaty i stawki opłat
• Szacowanie odpowiednich stawek opłat
• Podwyższanie opłat metodą RBF (Replace By Fee)
• Podwyższanie opłat metodą CPFP (Child Pays for Parent)
• Sztafeta pakietów
• Przygniatanie transakcji
• Wykrawanie CPFP i wyjścia kotwiczne
• Dodawanie opłat do transakcji
• Blokada czasowa jako obrona przed celowaniem w opłaty

10. Sieć bitcoina

• Typy i role węzłów
• Sieć
• Przekazywanie bloków kompaktowych
• Prywatne sieci przekazywania bloków
• Wykrywanie sieci
• Kompletne węzły
• Przesyłanie "zawartości magazynu"
• Klienty lekkie
• Filtry Blooma
  • Jak działają filtry Blooma?
  • W jaki sposób klienty lekkie używają filtrów Blooma?
• Kompaktowe filtry bloków
  • Kodowane zbiory Golomba-Rice'a (GCS)
  • Jakie dane dołącza się do filtra bloków?
  • Pobieranie filtrów bloków od wielu węzłów
  • Ograniczanie zużycia pasma przez kodowanie stratne
  • Używanie kompaktowych filtrów bloków
• Klienty lekkie a prywatność
• Połączenia szyfrowane i uwierzytelniane
• Pule pamięciowe i pule transakcji osieroconych

11. Łańcuch bloków

• Struktura bloku
• Nagłówek bloku
• Identyfikatory bloku - skrót nagłówka bloku i wysokość bloku
• Blok początkowy
• Łączenie bloków w łańcuchu
• Drzewa skrótów
• Drzewa skrótów i klienty lekkie
• Testowe łańcuchy bloków bitcoina
  • Testnet - poligon doświadczalny bitcoina
  • Signet - testnet z dowodem autorytetu
  • Regtest - lokalny łańcuch bloków
• Używanie testowych łańcuchów bloków w trakcie prac programistycznych

12. Kopanie i konsensus

• Ekonomia i podaż pieniądza w systemie bitcoina
• Zdecentralizowane osiąganie konsensusu
• Niezależne sprawdzanie poprawności transakcji
• Węzły służące do kopania
  • Transakcja coinbase
  • Nagrody i opłaty w transakcji coinbase
  • Struktura transakcji coinbase
  • Dane coinbase
• Tworzenie nagłówka bloku
• Wykopywanie bloku
  • Algorytm Proof-of-Work
  • Reprezentacja celu
  • Dostosowywanie trudności przez zmianę celu
• Mediana przeszłego czasu (MTP)
• Udane wykopanie bloku
• Sprawdzanie poprawności nowego bloku
• Łączenie bloków i wybieranie łańcuchów
• Kopanie i loteria haszowania
  • Rozwiązanie z użyciem dodatkowej wartości nonce
  • Kopalnie
• Ataki związane z tempem haszowania
• Zmienianie reguł osiągania konsensusu
  • Twarde rozgałęzienia
  • Miękkie rozgałęzienia
  • Krytyka miękkich rozgałęzień
• Rozwój oprogramowania zgodnie z konsensusem

13. Bezpieczeństwo bitcoina

• Zasady bezpieczeństwa
  • Bezpieczny rozwój systemów bitcoina
  • Źródło zaufania
• Dobre praktyki z obszaru zabezpieczeń dla użytkowników
  • Fizyczne przechowywanie bitcoinów
  • Urządzenia podpisujące
  • Gwarantowanie dostępu
  • Dywersyfikacja ryzyka
  • Wielopodpis i zarządzanie
  • Zachowanie dostępu

14. Rozwiązania warstwy drugiej

• Cegiełki (podstawowe mechanizmy)
• Rozwiązania oparte na cegiełkach
• Colored coins
  • Pieczęcie jednokrotnego użytku
  • Płatności na kontrakt (P2C)
  • Sprawdzanie poprawności po stronie klienta
  • RGB
  • Taproot Assets
• Kanały płatności i kanały stanowe
  • Kanały stanowe - podstawowe zagadnienia i terminologia
  • Prosty przykładowy kanał płatności
  • Tworzenie kanałów niewymagających zaufania
  • Asymetryczne odwoływalne zobowiązania
  • Kontrakty HTLC
• Kanały płatności z trasowaniem (Lightning Network)
  • Prosty przykład działania sieci Lightning Network
  • Przesył i trasowanie w sieci Lightning Network
  • Korzyści ze stosowania sieci Lightning Network

A. Artykuł Satoshiego Nakamoto na temat bitcoina

B. Errata do artykułu na temat bitcoina

C. Dokumenty BIP

• Title: Bitcoin. Wszystko, co musisz wiedzieć o programowaniu z użyciem otwartego łańcucha bloków. Wydanie III
• Author: Andreas Antonopoulos, David Harding
• Original title: Mastering Bitcoin: Programming the Open Blockchain, 3rd Edition
• Translation: Tomasz Walczak, Grzegorz Werner
• ISBN: 978-83-289-1565-7, 9788328915657
• Date of issue: 2024-10-15
• Format: Ebook
• Item ID: bitws3
• Publisher: Helion
• Age category: 14+